血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1水平與PCI術后心肌損傷的關系探討

張 凈，易 蔚，賀 清，倪 迎，程 潔

經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)是臨床上治療心血管疾病，尤其是冠心病的常用且較有效的手段之一[1]。但由于PCI術中為改善心肌血流灌注，需進行反復球囊擴張，可造成病人內皮損傷、冠狀動脈痙攣、微血栓形成、斑塊破裂等，導致PCI術后24 h心肌肌鈣蛋白I(cardiac troponini，cTnI)水平超過99%參考值上限5倍以上出現心肌損傷，嚴重影響病人預后[2-3]。生長分化因子15(growth differentiation factor-15，GDF-15)是機體內存在的一種心臟保護因子，正常情況下呈低表達，當心臟功能發生異常時，其表達水平異常升高。有研究顯示，GDF-15水平可用于重癥肺炎合并心肌損傷的診斷[4]。缺氧誘導因子1α(hypoxia inducible factor-1，HIF-1α)是一種轉錄因子，在缺血-再灌注、改善心臟功能等方面具有重要作用[5]?；|金屬蛋白酶-1(matrix metalloproteinase，MMP-1)是基質金屬蛋白酶家族的成員之一，研究顯示，MMP-1可通過降解胞外基質，進而促進斑塊破裂，在心血管疾病中發揮重要作用[6]。然而，有關GDF-15、HIF-1α、MMP-1對PCI術后心肌損傷的影響尚不完全清楚。基于此，本研究擬通過檢測PCI術后病人血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1的表達情況，探究其表達水平與PCI術后心肌損傷的關系，以期為臨床診斷及治療PCI術后心肌損傷提供有價值的參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年4月—2020年6月在本院行PCI術的病人80例，其中男45例，女35例，年齡36～65歲，并根據PCI術后是否出現心肌損傷(診斷標準：術后24 h cTnI水平高于99%參考值上限5倍以上[7])將其分為心肌損傷組和無心肌損傷組。

納入標準：①符合急性冠脈綜合征的診斷標準[8]，并行PCI手術者；②依從性較高者；③臨床資料完整者。排除標準：①有PCI術史者；②術前cTnI水平大于正常水平上限者；③同時患有缺氧相關疾病者；④臨床資料不全者。本研究獲得我院倫理委員會批準，病人及家屬知情并簽署知情同意書。

1.2 主要試劑與儀器 離心機(貨號：4-5N)，購自湖南恒諾儀器設備有限公司；血清GDF-15、HIF-1α酶聯免疫吸附試劑盒(貨號：TWp024335，TWp008209)，購自上海通蔚實業有限公司；血清MMP-1酶聯免疫吸附試劑盒(貨號：ml026261)，購自上海酶聯生物科技有限公司；cTnI酶聯免疫吸附試劑盒(貨號：AD21138)，購自武漢艾迪抗生物科技有限公司。酶標儀(貨號：JM1116-021200)，購自上海聚慕醫療器械有限公司。本研究中其他化學藥品均購自上海吉瑪制藥技術有限公司。

1.3 研究方法

1.3.1 樣品采集及保存 血清樣品：于術后第1天清晨采集所有受試者空腹狀況下的靜脈血5 mL，離心15 min后收集上層血清，置于-70 ℃冰箱中保存待測。

1.3.2 血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1表達水平檢測 采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法檢測病人血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1、cTnI表達水平。具體操作步驟嚴格按照各試劑盒使用說明書進行測定。

2 結 果

2.1 兩組一般資料比較 心肌損傷組和無心肌損傷組性別、年齡、吸煙、高血壓、植入支架例數及三酰甘油(triglyceride，TG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)水平和急性冠脈綜合征類型比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。詳見表1。

2.2 兩組血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1、cTnI水平比較 心肌損傷組血清GDF-15、MMP-1、cTnI水平高于無心肌損傷組(P<0.05)，血清HIF-1α水平低于無心肌損傷組(P<0.05)。詳見表2。

表2 兩組GDF-15、HIF-1α、MMP-1、cTnI水平比較

2.3 心肌損傷病人血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1表達水平與cTnI的關系 Pearson相關分析結果顯示，心肌損傷病人血清GDF-15、MMP-1表達水平與cTnI均呈正相關(r=0.506，P<0.05；r=0.463，P<0.05)，HIF-1α表達水平與cTnI呈負相關(r=-0.417，P<0.05)。

2.4 血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1對PCI術后心肌損傷的診斷價值 ROC曲線分析顯示，血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1診斷PCI術后心肌損傷的曲線下面積(AUC)分別為0.858，0.862，0.899，最佳截斷值分別為1.71 g/L、34.11 pg/mL、2 156.65 ng/mL，靈敏度分別為79.5%、89.7%、89.7%，特異性分別為85.4%、70.7%、80.5%。血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1聯合檢測PCI術后心肌損傷的AUC為0.981，靈敏度和特異性分別為94.9%、92.7%。血清cTnI檢測PCI術后心肌損傷的AUC為0.956，靈敏度和特異性分別為89.7%、95.1%。詳見表3和圖1、圖2。

圖1 GDF-15、HIF-1α、MMP-1水平對PCI術后心肌損傷的診斷價值

圖2 cTnI水平對PCI術后心肌損傷的診斷價值

表3 GDF-15、HIF-1α、MMP-1、cTnI表達水平對PCI術后心肌損傷的診斷價值比較

2.5 PCI術后心肌損傷的影響因素分析 以PCI術后是否發生心肌損傷為因變量(否=0，是=1)，血清 GDF-15、HIF-1α、MMP-1表達水平為自變量，采用Logistic回歸分析，結果顯示，血清HIF-1α高表達是PCI術后心肌損傷發生的保護因素(P<0.05)；血清GDF-15、MMP-1高表達是PCI術后心肌損傷發生的獨立危險因素(P<0.05)。詳見表4。

表4 PCI術后心肌損傷影響因素的Logistic回歸分析

3 討 論

PCI術是冠心病病人血運得以重建的重要手術，但在疏通閉塞或狹窄的動脈管腔以提高血流灌注時，易產生無復流、穿孔等現象，從而造成心肌損傷[9]。相關數據顯示，近年來我國行PCI術人數呈逐年升高趨勢，而PCI術后心肌損傷的發生率約為30%，嚴重影響病人預后[7]。因此，對PCI術后心肌損傷進行深入研究，對改善病人預后具有積極作用。

GDF-15是轉化生長因子-β超家族的成員之一，主要在內皮細胞、心肌細胞、巨噬細胞中表達，不僅參與調控炎癥反應、細胞凋亡，還可作為應激反應蛋白，在心肌缺血等過程中發揮重要作用[10]。吳超等[11]研究發現，肥厚型梗阻性心肌病病人血漿GDF-15水平與NYNA心功能分級呈正相關，其水平變化可反映肥厚型梗阻性心肌病病人心功能的嚴重程度。蔣真等[4]研究發現，重癥肺炎合并心肌損傷患兒血清中GDF-15表達水平升高，且其表達水平可作為早期診斷重癥肺炎合并心肌損傷患兒的潛在指標。本研究結果顯示，心肌損傷組血清GDF-15表達水平高于無心肌損傷組，提示血清GDF-15可能與PCI術后心肌損傷的發生發展密切相關。HIF-1α是一種核蛋白，主要在機體缺氧條件下所產生，也是機體內源性保護機制的啟動因子，可調節機體內炎癥信號通路、促進微血管形成、改善心臟功能等[12-13]。宋海巖等[14]研究發現，HIF-1α具有正向調控機體內缺血缺氧誘導的自噬，進而保護心肌細胞的作用。本研究結果顯示，心肌損傷組血清HIF-1α表達水平明顯低于無心肌損傷組，提示血清HIF-1α可能與PCI術后心肌損傷的發生發展密切相關。MMP-1是一種中性蛋白酶，其活性增加可改變細胞外膠原基質降解情況，對心室擴張、心室重構等心功能產生重要影響，并可導致病人心力衰竭，嚴重影響病人預后及生命健康安全[15]。王凱等[16]研究發現，急性心肌梗死預后不良病人圍術期血清MMP-1水平升高，且其水平變化與病人預后密切相關。本研究結果顯示，心肌損傷組血清MMP-1表達水平明顯高于無心肌損傷組，提示血清MMP-1水平異?？赡芘c行PCI術后心肌損傷有關。進一步研究發現，心肌損傷病人血清GDF-15、MMP-1表達水平與cTnI均呈正相關，HIF-1α表達水平與cTnI呈負相關，提示PCI術病人血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1表達水平異?？赡芡ㄟ^某種作用機制參與心肌損傷相關指標cTnI變化。本研究中ROC曲線分析表明，血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1診斷PCI術后心肌損傷的AUC分別為0.858，0.862，0.899，提示血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1可作為評估行PCI術病人術后心肌損傷的重要指標，且三者聯合檢測PCI術病人術后心肌損傷的AUC及靈敏度均高于cTnI。Logistic回歸分析結果顯示，血清HIF-1α高表達是PCI術后心肌損傷發生的保護因素，血清GDF-15、MMP-1高表達是PCI術后心肌損傷發生的獨立危險因素，提示檢測GDF-15、HIF-1α、MMP-1表達水平可為預測PCI術后心肌損傷提供一定臨床依據。

綜上所述，PCI術后心肌損傷病人血清中GDF-15、MMP-1表達水平升高，HIF-1α表達水平明顯降低，血清GDF-15、HIF-1α、MMP-1表達情況與PCI術后心肌損傷密切相關，具有一定的診斷價值，提示GDF-15、HIF-1α、MMP-1可作為評估PCI術后心肌損傷的潛在生物學指標，但具體的作用機制還有待深入研究。